جریان الکتریکی زمانی اتفاق می افتد که. جریان الکتریکی. قدرت فعلی مقاومت. میدان الکتریکی ساکن

حرکت مستقیم ذرات باردار در میدان الکتریکی.

ذرات باردار می توانند الکترون یا یون (اتم های باردار) باشند.

اتمی که یک یا چند الکترون از دست داده باشد بار مثبت پیدا می کند. - آنیون (یون مثبت).
اتمی که یک یا چند الکترون به دست آورده است بار منفی پیدا می کند. - کاتیون (یون منفی).
یون ها به عنوان ذرات باردار متحرک در مایعات و گازها در نظر گرفته می شوند.

در فلزات، حامل های بار، الکترون های آزاد هستند، مانند ذرات با بار منفی.

در نیمه هادی ها، ما حرکت (حرکت) الکترون های با بار منفی از یک اتم به اتم دیگر و در نتیجه حرکت بین اتم های حاصل از مکان های خالی با بار مثبت - حفره ها را در نظر می گیریم.

برای جهت جریان الکتریکیجهت حرکت بارهای مثبت به طور معمول پذیرفته شده است. این قاعده مدتها قبل از مطالعه الکترون ایجاد شده است و تا به امروز صادق است. شدت میدان الکتریکی نیز برای بار آزمایش مثبت تعیین می شود.

با هر شارژ qدر یک میدان الکتریکی با شدت Eزور عمل می کند F = qE، که بار را در جهت بردار این نیرو حرکت می دهد.

شکل نشان می دهد که بردار نیرو F - = -qE، بر روی بار منفی عمل می کند -q، در جهت مخالف بردار شدت میدان، به عنوان حاصلضرب بردار هدایت می شود Eبه یک مقدار منفی در نتیجه، الکترون‌های با بار منفی، که حامل‌های بار در هادی‌های فلزی هستند، در واقع جهت حرکت مخالف بردار شدت میدان و جهت پذیرفته‌شده جریان الکتریکی دارند.

مقدار شارژ س= 1 کولن از طریق مقطع هادی به موقع حرکت کرد تی= 1 ثانیه، تعیین شده توسط مقدار فعلی من= 1 آمپر از نسبت:

I = Q/t.

نسبت فعلی من= 1 آمپر در هادی به سطح مقطع آن اس= 1 متر مربع چگالی جریان را تعیین می کند j= 1 A/m2:

شغل الف= 1 ژول صرف هزینه حمل و نقل س= 1 آویز از نقطه 1 تا نقطه 2 مقدار را تعیین می کند ولتاژ الکتریکی U= 1 ولت به عنوان اختلاف پتانسیل φ 1 و φ 2 بین این نقاط از محاسبه:

U = A/Q = φ 1 - φ 2

جریان الکتریکی می تواند مستقیم یا متناوب باشد.

جریان مستقیم - جریان الکتریکی، که جهت و بزرگی آن در طول زمان تغییر نمی کند.

جریان متناوب یک جریان الکتریکی است که مقدار و جهت آن در طول زمان تغییر می کند.

در سال 1826، فیزیکدان آلمانی، گئورگ اهم، قانون مهم الکتریسیته را کشف کرد که رابطه کمی بین جریان الکتریکی و خواص هادی را تعیین می کند و توانایی آنها را در مقاومت در برابر جریان الکتریکی مشخص می کند.
این خواص بعدها به نام معروف شدند مقاومت الکتریکی، با یک حرف مشخص می شود آرو به افتخار کاشف با اهم اندازه گیری شد.
قانون اهم در تفسیر مدرن خود با استفاده از نسبت کلاسیک U/R، مقدار جریان الکتریکی در هادی را بر اساس ولتاژ تعیین می کند. Uدر انتهای این هادی و مقاومت آن آر:

جریان الکتریکی در هادی ها

هادی ها حاوی حامل های بار آزاد هستند که تحت تأثیر میدان الکتریکی حرکت کرده و جریان الکتریکی ایجاد می کنند.

در هادی های فلزی، حامل های بار الکترون های آزاد هستند.
با افزایش دما، حرکت حرارتی آشفته اتم ها در حرکت جهتی الکترون ها اختلال ایجاد می کند و مقاومت هادی افزایش می یابد.
هنگامی که خنک می شود و دما به صفر مطلق نزدیک می شود، هنگامی که حرکت حرارتی متوقف می شود، مقاومت فلز به صفر میل می کند.

جریان الکتریکی در مایعات (الکترولیت ها) به عنوان حرکت هدایت شده اتم های باردار (یون ها) وجود دارد که در فرآیند تفکیک الکترولیتی تشکیل می شوند.
یون ها به سمت الکترودهای مخالف حرکت می کنند و خنثی می شوند و روی آنها می نشینند. - الکترولیز
آنیون ها یون های مثبت هستند. آنها به سمت الکترود منفی - کاتد حرکت می کنند.
کاتیون ها یون های منفی هستند. آنها به سمت الکترود مثبت - آند حرکت می کنند.
قوانین الکترولیز فارادی جرم ماده آزاد شده روی الکترودها را تعیین می کند.
هنگامی که گرم می شود، مقاومت الکترولیت به دلیل افزایش تعداد مولکول های تجزیه شده به یون کاهش می یابد.

جریان الکتریکی در گازها - پلاسما. بار الکتریکی توسط یون های مثبت یا منفی و الکترون های آزاد حمل می شود که تحت تأثیر تابش تشکیل می شوند.

یک جریان الکتریکی در خلاء به عنوان جریان الکترون از کاتد به آند وجود دارد. مورد استفاده در دستگاه های پرتو الکترونی - لامپ ها.

جریان الکتریکی در نیمه هادی ها

نیمه هادی ها از نظر مقاومتی که دارند بین هادی ها و دی الکتریک ها جایگاه متوسطی را اشغال می کنند.
تفاوت قابل توجهی بین نیمه هادی ها و فلزات را می توان وابستگی مقاومت آنها به دما در نظر گرفت.
با کاهش دما، مقاومت فلزات کاهش می یابد، در حالی که برای نیمه هادی ها، برعکس، افزایش می یابد.
با نزدیک شدن دما به صفر مطلق، فلزات تمایل به تبدیل شدن به ابررسانا و نیمه هادی ها - عایق دارند.
واقعیت این است که در صفر مطلق، الکترون‌ها در نیمه‌رساناها مشغول ایجاد پیوندهای کووالانسی بین اتم‌های شبکه کریستالی خواهند بود و در حالت ایده‌آل، هیچ الکترون آزاد وجود نخواهد داشت.
با افزایش دما، برخی از الکترون‌های ظرفیت می‌توانند انرژی کافی برای شکستن پیوندهای کووالانسی را دریافت کنند و الکترون‌های آزاد در کریستال ظاهر می‌شوند و جای خالی در محل‌های گسست ایجاد می‌شود که به آن سوراخ می‌گویند.
جای خالی می تواند توسط یک الکترون ظرفیتی از یک جفت همسایه اشغال شود و حفره به مکان جدیدی در کریستال منتقل شود.
هنگامی که یک الکترون آزاد با یک حفره برخورد می کند، پیوند الکترونیکی بین اتم های نیمه هادی بازیابی می شود و فرآیند معکوس رخ می دهد - نوترکیبی.
هنگامی که یک نیمه هادی به دلیل انرژی تابش الکترومغناطیسی روشن می شود، جفت های الکترون-حفره می توانند ظاهر شوند و دوباره ترکیب شوند.
در غیاب میدان الکتریکی، الکترون ها و حفره ها در حرکت حرارتی آشفته شرکت می کنند.
در میدان الکتریکینه تنها الکترون های آزاد تشکیل شده، بلکه حفره هایی که به عنوان ذرات با بار مثبت در نظر گرفته می شوند نیز در حرکت منظم شرکت می کنند. فعلی مندر یک نیمه هادی از الکترون تشکیل شده است من nو سوراخ IPجریان ها

نیمه هادی ها عبارتند از: عناصر شیمیاییمانند ژرمانیوم، سیلیکون، سلنیوم، تلوریم، آرسنیک و ... رایج ترین نیمه هادی در طبیعت سیلیکون است.

نظرات و پیشنهادات پذیرفته شده و استقبال می شود!

این مقاله نشان می دهد که در فیزیک مدرن، ایده جریان الکتریکی اسطوره شده است و هیچ مدرکی دال بر تفسیر مدرن آن وجود ندارد.

از دیدگاه اترودینامیک، مفهوم جریان الکتریکی به عنوان جریان گاز فوتون و شرایط وجود آن اثبات شده است.

مقدمه.در تاریخ علم، قرن نوزدهم را قرن برق نامیدند. قرن نوزدهم شگفت‌انگیز، که پایه‌های انقلاب علمی و فناوری را پایه‌گذاری کرد که جهان را تغییر داد، با یک سلول گالوانیکی آغاز شد - اولین باتری، منبع شیمیایی جریان (ستون ولتایی) و کشف جریان الکتریکی. تحقیقات جریان الکتریکی در مقیاس وسیع در سال های اولیه قرن 19 انجام شد. انگیزه ای برای نفوذ الکتریسیته به تمام حوزه های زندگی بشر ایجاد کرد. زندگی مدرنبدون رادیو و تلویزیون، تلفن، گوشی هوشمند و کامپیوتر، انواع وسایل روشنایی و گرمایشی، ماشین آلات و وسایل مبتنی بر امکان استفاده از جریان الکتریکی قابل تصور نیست.

با این حال، استفاده گسترده از الکتریسیته از اولین روزهای کشف جریان الکتریکی در تضاد عمیق با آن است. توجیه نظری. نه قرن نوزدهم و نه فیزیک مدرن نمی توانند به این سوال پاسخ دهند: جریان الکتریکی چیست؟ به عنوان مثال، در بیانیه زیر از دایره المعارف بریتانیکا:

«سؤال «الکتریسیته چیست؟» مانند سؤال «ماده چیست؟» خارج از حوزه فیزیک است و به حوزه متافیزیک تعلق دارد.

اولین آزمایشات گسترده شناخته شده با جریان الکتریکی توسط فیزیکدان ایتالیایی گالوانی در پایان قرن هجدهم انجام شد. یکی دیگر از فیزیکدانان ایتالیایی، ولتا، اولین دستگاهی را که قادر به تولید جریان الکتریکی طولانی مدت است - یک سلول گالوانیکی - ساخت. ولتا نشان داد که تماس فلزات غیرمشابه آنها را به حالت الکتریکی هدایت می کند و از افزودن مایعی که جریان الکتریسیته را به آنها می دهد، جریان مستقیم الکتریسیته تشکیل می شود. جریان حاصل در این حالت را جریان گالوانیکی و خود پدیده را گالوانیزم می نامند. در عین حال، جریان در نظر ولتا حرکت سیالات الکتریکی - سیالات است.

تغییر قابل توجهی در درک ماهیت جریان الکتریکی ایجاد شد

ام. فارادی. هویت را ثابت کردند گونه های منفردبرق منشا گرفته از منابع مختلف. بیشتر کارهای مهمشروع به آزمایشات روی الکترولیز کرد. این کشف به عنوان یکی از دلایلی تلقی شد که الکتریسیته متحرک تقریباً مشابه الکتریسیته ناشی از اصطکاک است، یعنی الکتریسیته ساکن. سلسله آزمایشات مبتکرانه او در مورد الکترولیز به عنوان تأیید قانع کننده این ایده بود که جوهر آن به موارد زیر خلاصه می شود: اگر یک ماده به طور طبیعی ساختار اتمی داشته باشد، در فرآیند الکترولیز هر اتم مقدار مشخصی الکتریسیته دریافت می کند. .

در سال 1874، فیزیکدان ایرلندی جی. استونی (استونی) در بلفاست سخنرانی کرد که در آن از قوانین الکترولیز فارادی به عنوان مبنایی برای نظریه اتمی الکتریسیته استفاده کرد. بر اساس میزان بار کل عبوری از الکترولیت و تخمین نسبتاً تقریبی تعداد اتم های هیدروژن آزاد شده در کاتد، استونی برای بار اولیه عددی از مرتبه 10-20 درجه سانتیگراد (در واحدهای مدرن) به دست آورد. این گزارش تا سال 1881 به طور کامل منتشر نشد، زمانی که یک دانشمند آلمانی

G. Helmholtz در یکی از سخنرانی های خود در لندن اشاره کرد که اگر فرضیه ساختار اتمی عناصر را بپذیریم، نمی توان به این نتیجه رسید که الکتریسیته نیز به بخش های ابتدایی یا "اتم های الکتریسیته" تقسیم می شود. این نتیجه گیری هلمهولتز اساساً از نتایج فارادی در مورد الکترولیز ناشی می شود و بیانیه خود فارادی را یادآور می شود. مطالعات فارادی در مورد الکترولیز نقش اساسی در توسعه تئوری الکترونیک ایفا کرد.

در سال 1891، استونی، که از این ایده حمایت کرد که قوانین الکترولیز فارادی به معنای وجود یک واحد بار طبیعی است، اصطلاح "الکترون" را ابداع کرد.

با این حال، به زودی اصطلاح الکترون که توسط استون معرفی شد، ماهیت اصلی خود را از دست می دهد. در سال 1892م H. Lorentz نظریه خود را در مورد الکترون ها شکل می دهد. به گفته وی، الکتریسیته از حرکت ذرات باردار ریز - الکترون های مثبت و منفی - ناشی می شود.

در اواخر نوزدهم V. تئوری الکترونیکی رسانایی شروع به توسعه کرد. آغاز این نظریه در سال 1900 توسط فیزیکدان آلمانی پل درود ارائه شد. نظریه درود با نام نظریه کلاسیک هدایت الکتریکی فلزات در دروس فیزیک گنجانده شد. در این نظریه، الکترون‌ها به اتم‌های یک گاز ایده‌آل تشبیه می‌شوند که شبکه بلوری یک فلز را پر می‌کند و جریان الکتریکی به عنوان جریان این گاز الکترونی نشان داده می‌شود.

پس از ارائه مدل رادرفورد از اتم، یک سری اندازه گیری از مقدار بار اولیه در دهه 20 قرن بیستم انجام شد. در فیزیک، ایده جریان الکتریکی به عنوان جریان الکترون های آزاد در نهایت شکل گرفت، عناصر ساختاریاتم ماده

با این حال، مدل الکترون آزاد در توضیح ماهیت جریان الکتریکی در الکترولیت‌های مایع، گازها و نیمه‌رساناها غیرقابل دفاع بود. برای حمایت از نظریه فعلی جریان الکتریکی، حامل های بار الکتریکی جدید - یون ها و سوراخ ها - معرفی شدند.

با توجه به مطالب فوق، مفهومی که با استانداردهای مدرن نهایی است در فیزیک مدرن شکل گرفته است: جریان الکتریکی حرکت هدایت شده حامل های بار الکتریکی (الکترون ها، یون ها، سوراخ ها و غیره) است.

جهت جریان الکتریکی جهت حرکت بارهای مثبت در نظر گرفته می شود. اگر جریان توسط ذرات با بار منفی (مثلاً الکترون ها) ایجاد شود، جهت جریان مخالف حرکت ذرات در نظر گرفته می شود.

اگر شدت جریان و جهت آن در طول زمان تغییر نکند، جریان الکتریکی ثابت نامیده می شود. برای وقوع و حفظ جریان در هر محیطی، دو شرط باید رعایت شود: - وجود بارهای الکتریکی آزاد در محیط. - ایجاد میدان الکتریکی در محیط

با این حال، این نمایش جریان الکتریکی در توصیف پدیده ابررسانایی غیرقابل دفاع بود. علاوه بر این، همانطور که مشخص شد، هنگام توصیف عملکرد تقریباً همه انواع دستگاه های الکترونیکی، در نمایش مشخص شده جریان الکتریکی تناقضات زیادی وجود دارد. لزوم تفسیر مفهوم جریان الکتریکی در شرایط مختلفو در انواع مختلفدستگاه های الکترونیکی از یک سو و همچنین عدم درک ماهیت جریان الکتریکی از سوی دیگر، فیزیک مدرن را مجبور کرد که یک الکترون، حامل بار الکتریکی، یک «فیگارو» («رایگان»، «سریع» بسازد. "، "ناک اوت"، "ساطع شده"، "ترمز"، "نسبیتی"، "عکس"، "ترمو" و غیره) که در نهایت این سوال را مطرح کرد: جریان الکتریکی چیست؟به بن بست

اهمیت نمایش نظری جریان الکتریکی در شرایط مدرننه تنها به دلیل استفاده گسترده از الکتریسیته در زندگی انسان، بلکه به دلیل هزینه بالا و امکان سنجی فنی، رشد قابل توجهی داشته است، به عنوان مثال، پروژه های بزرگ علمی که توسط همه کشورهای توسعه یافته جهان اجرا شده است، که در آن مفهوم جریان الکتریکی نقش مهمی را ایفا می کند. نقش قابل توجهی

مفهوم دینامیکی اتری برای نمایش جریان الکتریکیاز تعریف فوق چنین بر می آید که جریان الکتریکی حرکت جهت دار است حامل های بار الکتریکی. بدیهی است که آشکار شدن جوهر فیزیکی جریان الکتریکی در حل مسئله جوهر فیزیکی بار الکتریکی و اینکه حامل این بار چیست، نهفته است.

مسئله جوهر فیزیکی بار الکتریکی یک مسئله حل نشده است، هم توسط فیزیک کلاسیک و هم فیزیک کوانتومی مدرن در طول تاریخ توسعه الکتریسیته. حل این مشکل تنها با استفاده از روش شناسی اترودینامیک، یک مفهوم جدید در فیزیک قرن بیست و یکم، ممکن شد.

طبق تعریف اترودینامیکی: بار الکتریکی اندازه گیری حرکت جریان اتر است... .بار الکتریکی ویژگی ذاتی همه ذرات بنیادی است و نه بیشتر. بار الکتریکی کمیتی است با علامت مشخص، یعنی همیشه مثبت است.

از ماهیت فیزیکی مشخص شده بار الکتریکی چنین استنباط می شود که تعریف فوق از جریان الکتریکی از نظر این واقعیت نادرست است. یون ها، سوراخ ها و غیرهبه دلیل این که آنها حامل بار الکتریکی نیستند، نمی توانند علت جریان الکتریکی باشند، زیرا آنها عناصر سطح سازمانی ماده فیزیکی نیستند - ذرات بنیادی(همانطور که تعریف شده است).

الکترون ها به عنوان ذرات بنیادی دارای بار الکتریکی هستند، اما طبق تعریف: یکی از واحدهای ساختاری اساسی ماده، فرم هستندپوسته های الکترونیکی اتم ها ، که ساختار آن بیشتر نوری، الکتریکی، مغناطیسی، مکانیکی وخواص شیمیایی مواد،نمی توانند حامل (رایگان) بار الکتریکی متحرک باشند. الکترون آزاد افسانه ای است که توسط فیزیک مدرن برای تفسیر مفهوم جریان الکتریکی ایجاد شده است که هیچ دلیل عملی یا نظری ندارد. بدیهی است که به محض خروج یک الکترون آزاد از اتم یک ماده و تشکیل جریان الکتریکی، قطعاً باید تغییراتی در خواص فیزیکی و شیمیایی این ماده (طبق تعریف) رخ دهد که در طبیعت مشاهده نمی شود. . این فرض با آزمایشات فیزیکدان آلمانی کارل ویکتور ادوارد ریکه تأیید شد: "گذر جریان از فلزات (رساناهای نوع اول) با تغییر شیمیاییآنها." در حال حاضر، وابستگی خواص فیزیکوشیمیایی یک ماده به حضور یک یا آن الکترون در اتم یک ماده به خوبی مورد مطالعه و تایید تجربی قرار گرفته است، به عنوان مثال، در کار.

همچنین اشاره ای به آزمایش هایی وجود دارد که برای اولین بار در سال 1912 توسط L. I. Mandelstam و N. D. Papaleksi انجام شد، اما توسط آنها منتشر نشده بود. چهار سال بعد (1916)، R. C. Tolman و T. D. Stewart نتایج آزمایش‌های خود را منتشر کردند که مشخص شد مشابه آزمایش‌های ماندلشتام و پاپالکسی است. در فیزیک مدرن، این آزمایش‌ها به‌عنوان تأیید مستقیمی است که الکترون‌های آزاد را باید حامل الکتریسیته در یک فلز در نظر گرفت.

برای پی بردن به نادرستی این آزمایش ها کافی است نمودار و روش آزمایش را در نظر بگیرید که در آن از یک سیم پیچ القایی به عنوان رسانا استفاده شده بود که به دور محور خود چرخید و ناگهان متوقف شد. سیم پیچ با استفاده از کنتاکت های کشویی به یک گالوانومتر متصل شد که وقوع emf اینرسی را ثبت کرد. در واقع می توان گفت که در این آزمایش نقش نیروهای خارجی ایجاد EMF توسط نیروی اینرسی ایفا می شود، یعنی اگر حامل های بار آزاد با جرم در فلز وجود داشته باشد، پس آنها باید اطاعت کندقانون اینرسی . بیانیه " آنها باید اطاعت کندقانون اینرسی ” اشتباه است به این معنا که با توجه به رویکرد سطح به سازماندهی ماده فیزیکی، الکترون ها به عنوان عناصر سطح "ذرات بنیادی" فقط از قوانین دینامیک الکترو و گاز، یعنی قوانین مکانیک (نیوتن) تبعیت می کنند. برای آنها قابل اجرا نیست.

برای متقاعد کردن این فرض، اجازه دهید مشکل شناخته شده 3.1 را در نظر بگیریم: محاسبه نسبت نیروهای برهمکنش الکترواستاتیک (Fe) و گرانشی (Fgr) بین دو الکترون و بین دو پروتون.

راه حل: برای الکترون های Fe / Fgr = 4·10 42، برای پروتون های Fe / Fgr = 1.24·10 36، یعنی. نفوذ نیروهای گرانشیآنقدر کم که نمی توان آنها را در نظر گرفت. این جمله برای نیروهای اینرسی نیز صادق است.

این بدان معنی است که عبارت برای emf (پیشنهاد شده توسط R. C. Tolman و T. D. Stewart)، بر اساس تعریف آن از نظر نیروهای خارجی اففروشگاه، عمل بر روی بارهای داخل هادی تحت ترمز:

ε = 1/e ∫F فروشگاه∙dl،

در فرمول آن نادرست است، به این دلیل که اففروشگاه → 0.

اما در نتیجه آزمایش، انحراف کوتاه مدت سوزن گالوانومتر مشاهده شد که نیاز به توضیح دارد. برای درک این فرآیند باید به خود گالوانومتر توجه کنید که به اصطلاح از گالوانومتر بالستیک برای آن استفاده شده است. دستورالعمل استفاده آن این گزینه را دارد.

یک گالوانومتر بالستیک را می توان به عنوان وبرمتر (یعنی اندازه گیری شار مغناطیسی از طریق یک هادی بسته مانند یک سیم پیچ) استفاده کرد، برای انجام این کار، یک سیم پیچ القایی به مخاطبین گالوانومتر بالستیک متصل می شود که در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد. . اگر ناگهان سیم پیچ را از آن جدا کنید میدان مغناطیسییا بچرخانید تا محور سیم پیچ عمود باشد خطوط برقمیدان‌ها، سپس می‌توان بار عبوری از سیم‌پیچ را به دلیل القای الکترومغناطیسی اندازه‌گیری کرد، زیرا تغییر در شار مغناطیسی متناسب با بار عبوری است، با کالیبره کردن گالوانومتر بر این اساس، می توان تغییر شار را در وبر تعیین کرد.

با توجه به مطالب فوق، بدیهی است که استفاده از گالوانومتر بالستیک به عنوان وبرمتر با روش آزمایش R. C. Tolman و T. D. Stewart در مشاهده جریان اینرسی در فلزات مطابقت دارد. سوال در مورد منبع میدان مغناطیسی، که برای مثال، می تواند میدان مغناطیسی زمین باشد، همچنان باز است. تأثیر میدان مغناطیسی خارجی توسط R. C. Tolman و T. D. Stewart مورد توجه قرار نگرفت یا مورد مطالعه قرار نگرفت که منجر به اسطوره سازی نتایج آزمایش شد.

جوهر جریان الکتریکی.از مطالب فوق چنین استنباط می شود که پاسخ به این سوال که جریان الکتریکی چیست؟ همچنین راه حلی برای مشکل حامل بار الکتریکی است. بر اساس مفاهیم موجود از این مشکل، می توان تعدادی از الزامات را که حامل بار الکتریکی باید برآورده کند، فرموله کرد. یعنی: حامل بار الکتریکی باید یک ذره بنیادی باشد. حامل بار الکتریکی باید یک عنصر آزاد و با عمر طولانی باشد. حامل بار الکتریکی نباید ساختار اتم ماده را تخریب کند.

یک تجزیه و تحلیل ساده از حقایق موجود به ما امکان می دهد نتیجه بگیریم که الزامات فوق فقط توسط یک عنصر از سطح "ذرات بنیادی" ماده فیزیکی برآورده می شود: یک ذره بنیادی - فوتون.

ترکیب فوتون ها همراه با محیط (اتر) که در آن وجود دارند، یک گاز فوتون را تشکیل می دهند.

با در نظر گرفتن ماهیت فیزیکی فوتون و اطلاعات فوق، می توان تعریف زیر را ارائه داد:

جریان الکتریکی جریانی از گاز فوتون است که برای انتقال انرژی طراحی شده است.

برای درک مکانیسم حرکت جریان الکتریکی، مدل شناخته شده انتقال گاز متان را در نظر بگیرید. به بیان ساده، شامل یک خط لوله اصلی است که گاز متان را از یک میدان گازی به محل مصرف می رساند. برای انتقال گاز متان خط لوله اصلییک شرط باید رعایت شود: فشار گاز متان در ابتدای خط لوله باید بیشتر از فشار گاز متان در انتهای آن باشد.

با قیاس با انتقال گاز متان، اجازه دهید نموداری از حرکت جریان الکتریکی را در نظر بگیریم که شامل یک باتری (منبع جریان الکتریکی) با دو تماس "+" و "-" و یک هادی است. اگر یک هادی فلزی را به کنتاکت های باتری وصل کنیم، مدلی از حرکت جریان الکتریکی، شبیه به انتقال گاز متان، به دست می آید.

شرط وجود جریان الکتریکی در یک رسانا، به قیاس با مدل انتقال گاز متان، وجود: یک منبع (گاز) با فشار افزایش یافته، یعنی منبعی با غلظت بالای حامل های بار الکتریکی؛ خط لوله - هادی؛ مصرف کننده گاز، یعنی عنصری که باعث کاهش فشار گاز می شود، یعنی عنصری (زهکشی) که باعث کاهش غلظت حامل های بار الکتریکی می شود.

تفاوت مدارهای الکتریکی با گاز، آبی و ... در این است که منبع و تخلیه از نظر ساختاری در یک واحد (منبع جریان شیمیایی - باتری، ژنراتور برق و ...) اجرا می شوند. مکانیسم جریان الکتریکی به شرح زیر است: پس از اتصال هادی به باتری، به عنوان مثال، یک منبع جریان شیمیایی، در منطقه تماس "+" (آند) رخ می دهد. واکنش شیمیاییکاهش، در نتیجه فوتون ها تولید می شوند، یعنی منطقه ای با غلظت افزایش یافته حامل های بار الکتریکی تشکیل می شود. در همان زمان، در منطقه تماس "-" (کاتد)، تحت تأثیر فوتون هایی که در نتیجه جریان از طریق هادی در این منطقه قرار می گیرند، یک واکنش اکسیداسیون (مصرف فوتون) رخ می دهد، یعنی منطقه ای از کاهش غلظت حامل های بار الکتریکی تشکیل می شود. حامل های بار الکتریکی (فوتون ها) از ناحیه ای با غلظت بالا (منبع) در امتداد یک هادی به ناحیه ای با غلظت کم (سینک) حرکت می کنند. بنابراین، نیروی خارجی یا نیروی الکتروموتور (EMF) که جریان الکتریکی را در مدار فراهم می‌کند، تفاوت در غلظت (فشار) حامل‌های بار الکتریکی (فوتون‌ها)، ناشی از عملکرد منابع جریان شیمیایی است.

این شرایط بار دیگر بر اعتبار نتیجه گیری اصلی دینامیک انرژی تأکید می کند که براساس آن میدان های نیرو (از جمله میدان الکتریکی) نه توسط خود جرم ها، بارها و جریان ها، بلکه با توزیع ناهموار آنها در فضا ایجاد می شوند.

بر اساس جوهر در نظر گرفته شده جریان الکتریکی، پوچ بودن آزمایش R. C. Tolman و T. D. Stewart در مشاهده جریان اینرسی در فلزات آشکار است. در حال حاضر هیچ روشی برای تولید فوتون با تغییر سرعت حرکت مکانیکی هر جسم ماکروسکوپی در طبیعت وجود ندارد.

یک جنبه جالب از نمایش فوق الکتریسیته مقایسه آن با نمایش مفهوم "نور" است که در کار مورد بحث قرار گرفته است: نور جریانی از گاز فوتون است... .این مقایسه به ما امکان می دهد نتیجه بگیریم: نور یک جریان الکتریکی است. تفاوت در این مفاهیم فقط در ترکیب طیفی فوتون هایی است که جریان نور یا الکتریکی را تشکیل می دهند، به عنوان مثال، در هادی های فلزی. برای درک بیشتر این شرایط، مداری را برای تولید جریان الکتریکی با استفاده از باتری خورشیدی در نظر بگیرید. جریان نور خورشید (فوتون‌ها در محدوده مرئی) از منبع (خورشید) به باتری خورشیدی می‌رسد که جریان نور فرودی را به جریان الکتریکی (جریان فوتون) تبدیل می‌کند که از طریق یک رسانای فلزی به سمت مصرف‌کننده (زهکش) می‌رود. . در در این مورد باتری خورشیدیبه عنوان مبدل طیف شار فوتون گسیل شده از خورشید به طیف فوتون های جریان الکتریکی در یک رسانای فلزی عمل می کند.

نتیجه گیری. هیچ مدرکی در فیزیک مدرن وجود ندارد که جریان الکتریکی حرکت هدایت شده الکترون ها یا هر ذره دیگری باشد. برعکس، ایده‌های مدرن در مورد الکترون، بار الکتریکی و آزمایش‌های ریکه اشتباه را نشان می‌دهند این مفهومجریان الکتریکی

توجیه مجموعه الزامات حامل بار الکتریکی، با در نظر گرفتن ماهیت اتر دینامیکی آن، امکان ایجاد جریان الکتریکی را فراهم کرد. این یک جریان از گاز فوتون است که برای انتقال انرژی طراحی شده است.

حرکت جریان الکتریکی از ناحیه ای با غلظت فوتون بالا (منبع) به ناحیه ای با غلظت کم (زهکشی) انجام می شود.

برای تولید و حفظ جریان در هر محیطی، سه شرط باید رعایت شود: حفظ (تولید) غلظت بالای فوتون در ناحیه منبع، وجود رسانایی که جریان فوتون ها را تضمین می کند و ایجاد فوتون. منطقه مصرف در منطقه زهکشی

الکترون برق.

لیامین وی.اس. ، لیامین دی وی لووف

جریان الکتریکی حرکت منظم ذرات باردار است. در جامدات این حرکت الکترونها (ذرات با بار منفی در اجسام مایع و گازی) این حرکت یونها (ذرات با بار مثبت) است. علاوه بر این، جریان می تواند ثابت یا متناوب باشد و دارای حرکات کاملاً متفاوتی از بارهای الکتریکی هستند. برای اینکه بتوانید موضوع حرکت جریان در هادی ها را به خوبی درک کنید و به آن تسلط پیدا کنید، شاید ابتدا لازم باشد اصول اولیه الکتروفیزیک را با جزئیات بیشتری درک کنید. از اینجا شروع خواهم کرد.

بنابراین جریان الکتریکی در وهله اول چگونه جریان می یابد؟ مشخص است که مواد از اتم تشکیل شده اند. اینها ذرات بنیادی ماده هستند. ساختار اتم شبیه ماست منظومه شمسی، جایی که هسته اتم در مرکز قرار دارد. این شامل پروتون ها (ذرات الکتریکی مثبت) و نوترون ها (ذرات خنثی الکتریکی) است که به شدت به هم فشرده شده اند. در اطراف این هسته، الکترون ها (ذرات کوچکتر با بار منفی) با سرعت فوق العاده ای در مدار خود می چرخند. مواد مختلف دارای تعداد الکترون ها و مدارهایی که در آن می چرخند متفاوت است. اتم های جامدات دارای چیزی هستند که به آن شبکه کریستالی می گویند. این ساختار ماده ای است که در آن اتم ها نسبت به یکدیگر به ترتیب خاصی چیده شده اند.

جریان الکتریکی از کجا می تواند در اینجا ایجاد شود؟ معلوم می شود که در برخی از مواد (رسانای جریان)، الکترون هایی که از هسته خود دورتر هستند، می توانند از اتم جدا شده و به اتم همسایه حرکت کنند. این حرکت الکترون ها آزاد نامیده می شود. الکترون ها به سادگی در یک ماده از یک اتم به اتم دیگر حرکت می کنند. اما اگر یک میدان الکترومغناطیسی خارجی به این ماده (رسانای الکتریکی) متصل شود، در نتیجه یک مدار الکتریکی ایجاد می شود، آنگاه تمام الکترون های آزاد شروع به حرکت در یک جهت خواهند کرد. این دقیقاً حرکت جریان الکتریکی در داخل یک هادی است.

حالا بیایید بفهمیم جریان مستقیم و متناوب چیست. بنابراین، جریان مستقیم همیشه فقط در یک جهت حرکت می کند. همانطور که در ابتدا گفته شد، الکترون ها در جامدات حرکت می کنند و یون ها در اجسام مایع و گاز حرکت می کنند. الکترون ها ذرات با بار منفی هستند. در نتیجه، در جامدات، جریان الکتریکی از منفی به مثبت منبع انرژی جریان می یابد (الکترون ها در طول حرکت می کنند. مدار الکتریکی). در مایعات و گازها، جریان به طور همزمان در دو جهت حرکت می کند، یا بهتر است بگوییم، همزمان، الکترون ها به سمت مثبت و یون ها (اتم های منفرد که توسط یک شبکه کریستالی به هم متصل نیستند، هر کدام به تنهایی) به منهای جریان می یابند. منبع برق

رسماً توسط دانشمندان پذیرفته شد که حرکت از مثبت به منفی رخ می دهد (برعکس آنچه در واقعیت اتفاق می افتد). بنابراین، از نظر علمی درست است که بگوییم جریان الکتریکی از مثبت به منفی حرکت می کند، اما از نقطه نظر واقعی (طبیعت الکتروفیزیکی) صحیح تر است که معتقد باشیم که جریان از منفی به مثبت جریان می یابد. جامدات). این احتمالاً برای راحتی انجام شده است.

در حال حاضر، در مورد جریان الکتریکی متناوب. در اینجا همه چیز کمی پیچیده تر است. اگر در مورد دی سیحرکت ذرات باردار فقط یک جهت دارد (از نظر فیزیکی، الکترون‌هایی با علامت منفی به سمت مثبت جریان می‌یابند)، سپس وقتی جریان متناوبجهت حرکت به صورت دوره ای برعکس تغییر می کند. احتمالاً این را در یک شبکه برق شهری معمولی شنیده اید ولتاژ متناوب 220 ولت و فرکانس استاندارد 50 هرتز. بنابراین این 50 هرتز نشان می دهد که در یک ثانیه جریان الکتریکی 50 بار یک سیکل کامل را به شکل سینوسی طی می کند. در واقع در یک ثانیه جهت جریان تا 100 بار تغییر می کند (در یک سیکل دو بار تغییر می کند).

P.S. جهت جریان در نمودارهای الکتریکیمهم است. در بسیاری از موارد، اگر مدار برای یک جهت جریان طراحی شده باشد، و شما به طور تصادفی آن را به جهت مخالف تغییر دهید یا به جای جریان مستقیم، جریان متناوب را وصل کنید، به احتمال زیاد دستگاه به سادگی از کار می افتد. بسیاری از نیمه هادی ها که در مدارها کار می کنند جهت معکوسجریان می تواند از بین برود و بسوزد. بنابراین هنگام اتصال تامین برقجهت جریان باید به شدت توسط شما رعایت شود.

زمانی که فردی ایجاد و استفاده از جریان الکتریکی را یاد گرفت، کیفیت زندگی او به طرز چشمگیری افزایش یافت. در حال حاضر اهمیت برق همچنان هر سال افزایش می یابد. برای یادگیری درک مسائل پیچیده تر مربوط به الکتریسیته، ابتدا باید بفهمید جریان الکتریکی چیست.

آنچه جاری است

تعریف جریان الکتریکی نمایش آن به صورت جریان هدایت شده از ذرات حامل متحرک با بار مثبت یا منفی است. حامل های شارژ می توانند:

• الکترون های باردار با علامت منفی که در فلزات حرکت می کنند.
• یون های موجود در مایعات یا گازها؛
• سوراخ هایی با بار مثبت از الکترون های متحرک در نیمه هادی ها.

میزان جریان نیز با وجود میدان الکتریکی مشخص می شود. بدون آن، یک جریان هدایت شده از ذرات باردار ایجاد نمی شود.

مفهوم جریان الکتریکیبدون فهرست کردن مظاهر آن ناقص خواهد بود:

1. هر جریان الکتریکی با میدان مغناطیسی همراه است.
2. هادی ها در حین عبور گرم می شوند.
3. الکترولیت ها ترکیب شیمیایی را تغییر می دهند.

هادی ها و نیمه هادی ها

جریان الکتریکی فقط در یک محیط رسانا وجود دارد، اما ماهیت جریان آن متفاوت است:

1. هادی های فلزی حاوی الکترون های آزاد هستند که تحت تاثیر میدان الکتریکی شروع به حرکت می کنند. هنگامی که دما افزایش می یابد، مقاومت هادی ها نیز افزایش می یابد، زیرا گرما حرکت اتم ها را در نظم آشفته ای افزایش می دهد، که با الکترون های آزاد تداخل می کند.
2. در یک محیط مایع تشکیل شده توسط الکترولیت ها، میدان الکتریکی حاصل باعث فرآیند تفکیک می شود - تشکیل کاتیون ها و آنیون ها، که بسته به علامت بار به سمت قطب های مثبت و منفی (الکترودها) حرکت می کنند. گرم کردن الکترولیت به دلیل تجزیه فعال تر مولکول ها منجر به کاهش مقاومت می شود.

مهم!الکترولیت ممکن است جامد باشد، اما ماهیت جریان جریان در آن با مایع یکسان است.

1. محیط گازی نیز با حضور یون هایی که به حرکت در می آیند مشخص می شود. پلاسما تشکیل می شود. تابش همچنین الکترون های آزاد تولید می کند که در حرکت جهت دار شرکت می کنند.
2. هنگامی که جریان الکتریکی در خلاء ایجاد می شود، الکترون های آزاد شده در الکترود منفی به سمت الکترود مثبت حرکت می کنند.
3. در نیمه هادی ها، الکترون های آزاد وجود دارند که با گرم شدن پیوندها را می شکنند. در مکان های آنها سوراخ هایی با شارژ با علامت "به علاوه" باقی می ماند. حفره ها و الکترون ها قادر به ایجاد حرکت جهت دار هستند.

به رسانه های نارسانا دی الکتریک می گویند.

مهم!جهت جریان مربوط به جهت حرکت ذرات حامل بار با علامت مثبت است.

نوع جریان

1. ثابت. با مقدار کمی ثابت جریان و جهت مشخص می شود.
2. متغیر. با گذشت زمان، به طور دوره ای ویژگی های خود را تغییر می دهد. بسته به پارامتری که تغییر می کند، به چندین نوع تقسیم می شود. به طور عمده مقدار کمی جریان و جهت آن در امتداد یک سینوسی متفاوت است.
3. جریان های گردابی زمانی رخ می دهد که شار مغناطیسی دستخوش تغییراتی شود. مدارهای بسته را بدون حرکت بین قطب ها تشکیل دهید. جریان گردابی باعث تولید گرمای شدید و در نتیجه افزایش تلفات می شود. در هسته های سیم پیچ های الکترومغناطیسی، آنها با استفاده از طراحی صفحات عایق جداگانه به جای یک صفحه جامد محدود می شوند.

مشخصات الکتریکی

1. قدرت فعلی این یک اندازه گیری کمی از بار عبوری در واحد زمان در امتداد مقطعی از هادی ها است. بارها بر حسب کولن (C) اندازه گیری می شوند، واحد زمان دوم است. قدرت فعلی C/s است. نسبت حاصل آمپر (A) نامیده شد که مقدار کمی جریان را اندازه گیری می کند. دستگاه اندازه گیری یک آمپر متر است که به صورت سری به مدار اتصال الکتریکی متصل می شود.
2. قدرت. جریان الکتریکی در هادی باید بر مقاومت محیط غلبه کند. کاری که برای غلبه بر آن در یک دوره زمانی معین صرف می شود، قدرت خواهد بود. در این مورد، برق به انواع دیگر انرژی تبدیل می شود - کار انجام می شود. قدرت به جریان و ولتاژ بستگی دارد. محصول آنها قدرت فعال را تعیین می کند. وقتی در زمان ضرب می شود، مصرف انرژی به دست می آید - آنچه که متر نشان می دهد. توان را می توان بر حسب ولت آمپر (VA، kVA، mVA) یا بر حسب وات (W، kW، mW) اندازه گیری کرد.
3. ولتاژ. یکی از سه مهمترین ویژگی ها. برای عبور جریان، لازم است بین دو نقطه در مدار بسته اتصالات الکتریکی، اختلاف پتانسیل ایجاد شود. ولتاژ با کار انجام شده توسط یک میدان الکتریکی در هنگام حرکت یک حامل بار مشخص می شود. طبق فرمول، واحد ولتاژ J/C است که با یک ولت (V) مطابقت دارد. دستگاه اندازه گیری یک ولت متر است که به صورت موازی متصل است.
4. مقاومت. توانایی هادی ها برای عبور جریان الکتریکی را مشخص می کند. توسط مواد هادی، طول و سطح مقطع تعیین می شود. اندازه گیری بر حسب اهم (اهم) است.

قوانین برای جریان الکتریکی

مدارهای الکتریکی با استفاده از سه قانون اصلی محاسبه می شوند:

1. قانون اهم در آغاز قرن نوزدهم توسط فیزیکدانی از آلمان برای جریان مستقیم مورد مطالعه و فرمول بندی قرار گرفت، سپس برای جریان متناوب نیز به کار رفت. رابطه بین جریان، ولتاژ و مقاومت را ایجاد می کند. تقریباً هر مدار الکتریکی بر اساس قانون اهم محاسبه می شود. فرمول اصلی: I = U/R یا جریان با ولتاژ نسبت مستقیم و با مقاومت نسبت معکوس دارد.

1. قانون فارادی به القای الکترومغناطیسی اشاره دارد. ظهور جریان های القایی در هادی ها ناشی از تأثیر یک شار مغناطیسی است که در طول زمان به دلیل القای EMF (نیروی حرکتی الکتریکی) در یک حلقه بسته تغییر می کند. بزرگی emf القایی که بر حسب ولت اندازه گیری می شود، متناسب با سرعت تغییر شار مغناطیسی است. به لطف قانون القایی، ژنراتورها برق تولید می کنند.
2. قانون ژول لنز هنگام محاسبه گرمایش هادی ها که برای طراحی و ساخت گرمایش استفاده می شود مهم است. وسایل روشنایی، سایر تجهیزات الکتریکی قانون به ما اجازه می دهد تا مقدار گرمای آزاد شده در طول عبور جریان الکتریکی را تعیین کنیم:

جایی که I قدرت جریان جاری است، R مقاومت، t زمان است.

الکتریسیته در جو

ممکن است یک میدان الکتریکی در جو وجود داشته باشد و فرآیندهای یونیزاسیون رخ دهد. اگرچه ماهیت وقوع آنها کاملاً مشخص نیست، اما فرضیه های توضیحی مختلفی وجود دارد. محبوب ترین خازن به عنوان آنالوگ برای نشان دادن الکتریسیته در جو است. از صفحات آن می توان برای نشان دادن سطح زمین و یونوسفر استفاده کرد که بین آن دی الکتریک - هوا - در گردش است.

انواع الکتریسیته اتمسفر:

1. تخلیه رعد و برق. رعد و برق با درخشش قابل مشاهده و رعد و برق. ولتاژ صاعقه در جریان 500000 آمپر به صدها میلیون ولت می رسد.

1. آتش سنت المو. تخلیه الکتریسیته کرونا در اطراف سیم ها، دکل ها.
2. رعد و برق توپ. ترشح توپی شکل که در هوا حرکت می کند.
3. چراغ های قطبی درخشش چند رنگی یونوسفر زمین تحت تأثیر ذرات باردار که از فضا نفوذ می کنند.

مورد استفاده انسان خواص مفیدجریان الکتریکی در تمام زمینه های زندگی:

• نورپردازی؛
• انتقال سیگنال: تلفن، رادیو، تلویزیون، تلگراف؛
• حمل و نقل الکتریکی: قطار، ماشین های الکتریکی، تراموا، واگن برقی؛
• ایجاد یک میکروکلیم راحت: گرمایش و تهویه مطبوع؛
• تجهیزات پزشکی؛
• مصارف خانگی: لوازم برقی؛
• کامپیوتر و دستگاه های تلفن همراه؛
• صنعت: ماشین آلات و تجهیزات؛
• الکترولیز: تولید آلومینیوم، روی، منیزیم و سایر مواد.

خطر الکتریکی

تماس مستقیم با جریان الکتریکی بدون تجهیزات حفاظتی برای انسان کشنده است. چندین نوع تأثیر ممکن است:

• سوختگی حرارتی؛
• تجزیه الکترولیتی خون و لنف با تغییر در ترکیب آن؛
• انقباضات تشنجی عضلانی می تواند باعث تحریک فیبریلاسیون قلبی شود تا زمانی که به طور کامل متوقف شود و عملکرد سیستم تنفسی را مختل کند.

مهم!جریان احساس شده توسط شخص با مقدار 1 میلی آمپر شروع می شود، اگر مقدار فعلی 25 میلی آمپر باشد، تغییرات منفی جدی در بدن امکان پذیر است.

بیشترین مشخصه اصلیجریان الکتریکی - می تواند کار مفیدی برای شخص انجام دهد: خانه را روشن کنید، لباس ها را بشویید و خشک کنید، شام بپزید، خانه را گرم کنید. امروزه استفاده از آن در انتقال اطلاعات جایگاه قابل توجهی را به خود اختصاص داده است، اگرچه این امر نیاز به مصرف انرژی زیادی ندارد.

ویدئو

الکترون های آزاد.. جریان الکتریکی.. اندازه گیری جریان.. آمپرمتر.. واحد جریان - آمپر.. جهت جریان الکتریکی.. جهت حرکت الکترون ها..

هنگامی که یک میدان الکتریکی به یک رسانا اعمال می شود، الکترون های آزاد (حامل بار منفی) شروع به رانش مطابق با جهت میدان الکتریکی می کنند.

حرکت الکترون ها به معنای حرکت بارهای منفی است، بنابراین - جریان الکتریکی است اندازه گیری مقدار بار الکتریکی منتقل شده از طریق یک مقطع رسانا در واحد زمان.

در سیستم بین المللی SI واحد شارژ کولن و واحد زمان دوم است. بنابراین واحد جریان کولن بر ثانیه (C/sec) است.

اندازه گیری جریان

واحد جریان Coulombs per second در سیستم SI نام خاصی دارد آمپر (A)- به افتخار دانشمند مشهور فرانسوی آندره ماری آمپرا(تصویر در عنوان مقاله).
همانطور که می دانیم مقدار بار الکتریکی منفی یک الکترون 1.602- است 10 -19 آویز. بنابراین، یک کولن بار الکتریکی شامل 1/1.602 است 10 -19 = 6,24 10 18 الکترون ها
بنابراین، اگر 6.24 10 18 الکترون ها در عرض یک ثانیه از سطح مقطع هادی عبور می کنند، سپس مقدار چنین جریانی برابر با یک آمپر است.

برای اندازه گیری جریانیک دستگاه اندازه گیری وجود دارد - آمپرمتر.

برنج. 1

آمپرمتردر مدار الکتریکی گنجانده شده است ( برنج 1) به صورت سری با عنصر مداری که جریان در آن اندازه گیری می شود. هنگام اتصال آمپرمتر، قطبیت باید رعایت شود: "پلاس" آمپرمتر به "پلاس" منبع جریان و "منهای" آمپرمتر به "منهای" منبع جریان متصل است.

جهت جریان الکتریکی

اگر در مدار الکتریکی نشان داده شده در برنج 1کنتاکت های کلید را ببندید، سپس جریان الکتریکی از این مدار عبور می کند. این سوال مطرح می شود: "در چه جهتی؟"

می دانیم که جریان الکتریکی در هادی های فلزی حرکت منظم ذرات با بار منفی - الکترون ها است (در رسانه های دیگر اینها می توانند یون ها یا یون ها و الکترون ها باشند). الکترون های با بار منفی در مدار خارجی حرکت می کنند از منهای منبع به مثبت (مانند دفع بارها، بارهای مخالف جذب می شوند)، که به خوبی نشان می دهد برنج 2 .

کتاب فیزیک پایه هشتم پاسخ متفاوتی به ما می دهد: "جهت حرکت بارهای مثبت به عنوان جهت جریان الکتریکی در مدار در نظر گرفته می شود."- یعنی از مثبت منبع انرژی به منفی منبع.

انتخاب جهت جریان, برعکس درست ، نمی توان چیزی جز متناقض نامید، اما دلایل چنین تناقضی را می توان توضیح داد اگر تاریخچه توسعه مهندسی برق را دنبال کنیم.

موضوع این استبارهای الکتریکی مدتها قبل از کشف الکترونها مورد مطالعه قرار گرفتند، بنابراین ماهیت حاملهای بار در فلزات هنوز ناشناخته بود.
مفهوم بار مثبت و منفی توسط یک دانشمند آمریکایی معرفی شد و سیاستمداربنجامین فرانکلین.

در کار من"آزمایش ها و مشاهدات در مورد الکتریسیته" (1747) فرانکلین تلاش کرد تا پدیده های الکتریکی را به صورت نظری توضیح دهد. این او بود که برای اولین بار مهمترین فرض را در مورد ماهیت اتمی و "دانه ای" الکتریسیته مطرح کرد: ماده الکتریکی از ذراتی تشکیل شده است که باید بسیار کوچک باشند».

فرانکلین معتقد بود، که جسمی که الکتریسیته جمع می کند بار مثبت دارد و جسمی که برق را از دست می دهد بار منفی دارد. هنگامی که آنها به هم متصل می شوند، بار مثبت اضافی به جایی که وجود ندارد، یعنی به یک جسم با بار منفی (بر اساس قیاس با رگ های ارتباطی) جریان می یابد.

این ایده ها در مورد حرکت بارهای مثبتبه طور گسترده در محافل علمی گسترش یافته و در کتاب های درسی فیزیک گنجانده شده است. و بنابراین معلوم شد که جهت واقعی حرکت الکترون ها در یک رسانا مخالف جهت پذیرفته شده جریان الکتریکی است.

پس از کشف الکتروندانشمندان تصمیم گرفتند همه چیز را همانطور که هست رها کنند، زیرا اگر جهت واقعی جریان مشخص می شد، چیزهای زیادی باید تغییر می کرد (و نه تنها در کتاب های درسی). این نیز به این دلیل است که علامت شارژ عملاً تأثیری بر چیزی ندارد. تا زمانی که همه از یک قرارداد استفاده کنند.
جهت واقعی حرکت الکترون فقط در مواقع ضروری برای توضیح برخی اثرات فیزیکی در دستگاه های نیمه هادی (دیودها، ترانزیستورها، تریستورها و غیره) استفاده می شود.